(57)【要約】      （修正有）【課題】  有機半導体を用いる新規な有機トランジスタを提供する。【解決手段】  有機トランジスタは、有機半導体を含んでいる。有機半導体は、一般式（１）で表される化合物の中から選択される、１種または複数種を含んでいる。2006245131.tif 000014【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）〜（３）（化１〜化３）で表される化合物の中から選択される、１種またはいずれかの組み合わせの複数種を含む
ことを特徴とする有機半導体。
【化１】
2006245131.tif 000006
【化２】
2006245131.tif 000007
【化３】
2006245131.tif 000008
【請求項２】
一般式（１）（化４）で表される化合物の中から選択される、１種または複数種を含む
ことを特徴とする有機半導体。
【化４】
2006245131.tif 000009
【請求項３】
有機半導体を含む有機半導体層と、
前記有機半導体層にゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極と、
前記有機半導体層を介して対向するソース電極とドレイン電極とを有する有機トランジスタにおいて、
前記有機半導体は、一般式（１）〜（３）（化５〜化７）で表される化合物の中から選択される、１種またはいずれかの組み合わせの複数種を含む
ことを特徴とする有機トランジスタ。
【化５】
2006245131.tif 000010
【化６】
2006245131.tif 000011
【化７】
2006245131.tif 000012
【請求項４】
有機半導体を含む有機半導体層と、
前記有機半導体層にゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極と、
前記有機半導体層を介して対向するソース電極とドレイン電極とを有する有機トランジスタにおいて、
前記有機半導体は、一般式（１）（化８）で表される化合物の中から選択される、１種または複数種を含む
ことを特徴とする有機トランジスタ。
【化８】
2006245131.tif 000013
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体に関する。
また、本発明は、この有機半導体を用いる有機トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機高分子や有機低分子からなる有機半導体を活性層に使用した有機トランジスタが活発に研究されている。
【０００３】
有機トランジスタの活性層としてよく用いられるオリゴチオフェン、ポリチオフェンにおいては、アルキル鎖の導入により製膜性が向上し、高い移動度の有機トランジスタが実現されている。しかし、有機トランジスタに用いられてきたオリゴチオフェン、ポリチオフェンはイオウ原子をひとつしか含まないため、分子間のπ電子の相互作用が小さかった。ポリチオフェンのバンド幅は０．４ｅＶ程度であると言われている。
【０００４】
これに対して、テトラチアフルバレン化合物のバンド幅は１ｅＶ程度とされており、ポリチオフェンのバンド幅の２倍以上であると言われている。チオフェンの代わりにイオウ原子を２個導入したテトラチアフルバレン分子は、高い伝導性の有機伝導体をつくることが知られている。
【０００５】
テトラチアフルバレン分子は優秀な有機伝導体として知られているが、オリゴチオフェンなどとは異なり環の間が一重結合ではなく二重結合で結ばれている剛直な分子であり、有機デバイスとして用いるために良質な薄膜にするのに適さなかった。
【０００６】
これらの欠点を改良すべく、以下に述べるようないくつかの研究が報告されている（特許文献１、および非特許文献１〜６参照。）。
【０００７】
まず、非特許文献１について説明する。非特許文献１ではＢＤＱＢＴとよばれるテトラチアフルバレン誘導体の蒸着膜において０．２ｃｍ２／Ｖｓという移動度を報告している。ここでは有機活性層は蒸着によって作成されているが、顕微鏡観察によると微細なフィブリル状の結晶がソース電極とドレイン電極の間を結ぶように何本も成長しているのが特徴である。
【０００８】
つぎに、非特許文献２について説明する。非特許文献２ではテトラチアフルバレン誘導体と有機アクセプターとの電荷移動錯体を基板上に作成し、ｐチャンネル、ｎチャンネル両方のアンバイポーラーな特性が得られると報告している。
【０００９】
つぎに、非特許文献３について説明する。非特許文献３ではジチオフェノテトラチアフルバレン（ＤＴ−ＴＴＦ）の溶液を基板上に滴下することによってＤＴ−ＴＴＦの単結晶をソース電極とドレイン電極の間を結ぶように成長させ、１．４ｃｍ２／Ｖｓというテトラチアフルバレン系としてはもっとも高い移動度を報告している。
また、これと同じ著者による非特許文献４ではジベンゾジテトラチアフルバレン（ＤＢ−ＴＴＦ）を用いて前項と同様にして溶液から単結晶を基板上に成長させ、１ｃｍ２／Ｖｓという移動度を報告している。
【００１０】
つぎに、非特許文献５について説明する。非特許文献５では有機電子供与体ビスエチレンジチオテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴ−ＴＴＦ）と有機電子受容体ジフルオロテトラシアノジメタン（Ｆ２ＴＣＮＱ）との間の電荷移動錯体の単結晶の上に有機トランジスタを作成し、ｐチャンネル、ｎチャンネル両方のアンバイポーラーな特性が得られると報告している。
【００１１】
つぎに、特許文献１について説明する。特許文献１ではペンタセンやオリゴチオフェン類とならんでジベンゾジテトラチアフルバレン（ＤＢ−ＴＴＦ）の有機トランジスタを蒸着法によって作成し、０．１ｃｍ２／Ｖｓという移動度を報告している。
【００１２】
つぎに、非特許文献６について説明する。また、発明者を著者に含む非特許文献６では、アルキル置換したビスエチレンジチオテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴ−ＴＴＦ）分子の合成法とその結晶構造を記し、アルキル置換によって薄膜の膜質が大幅に改善されることを報告しているが、トランジスタ特性については報告していない。
【００１３】
なお、発明者は、本発明に関連する技術内容を開示している（例えば、非特許文献７，８参照。）。
【００１４】
【特許文献１】特開2004-288836
【非特許文献１】Takada他３名，Japanese Journal of Applied Physics, 41, L4 (2002).
【非特許文献２】Iizuka他４名，Applied Surface Science, 130, 914 (1998).
【非特許文献３】Mas-Torrent他4名, Journal of the American Chemical Society, 126, 984 (2004).
【非特許文献４】Mas-Torrent他5名, Applied Physics Letters, 86, 012110 (2005).
【非特許文献５】Hasegawa他３名, Physical Reviews B, 69, 245115 (2004).
【非特許文献６】Aoyagi他３名, Science and Technology of Advanced Materials, 5, 443 (2004).
【非特許文献７】野田他7名, 分子構造総合検討会 3P024, 2004年9月 神戸. [平成17年２月２８日検索]、インターネットURL: http://www.nabit.hiroshima-u.ac. jp/bk/3P/3P024.pdf
【非特許文献８】野田他７名、Chemistry Letters, 34, 392 (2005)[平成17年2月12日オンライン公開]. インターネットURL: http://www.jstage.jst.go.jp/article/cl /34/3/392/_pdf
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した従来の有機半導体および有機トランジスタでは、以下のような問題点がある。
【００１６】
まず、非特許文献１について説明する。非特許文献１は「蒸着膜」とされているが、実際には微細な結晶が電極間に成長したもので、チャンネルにおいて有機半導体によって覆われている面積は一部である。したがって応用に適した薄膜にはなっていない。
【００１７】
つぎに、非特許文献２について説明する。非特許文献２は電荷移動錯体についての報告であり、高移動度を目指したものでもない。
【００１８】
つぎに、非特許文献３について説明する。非特許文献３も電極間の非常にわずかな面積を単結晶が橋渡ししているだけであるため、応用上必要な、電極全体として流せる電流はわずかである。
非特許文献４についても同様である。
【００１９】
つぎに、非特許文献５について説明する。非特許文献５も電荷移動錯体についての特殊な動作であり、また動作させるのに液体窒素温度よりも低い低温を必要としている。
【００２０】
つぎに、特許文献１について説明する。特許文献１はチオフェン化合物とならんで特殊な1種類のテトラチアフルバレンだけを挙げているが、テトラチアフルバレン誘導体における薄膜の膜質の改善について考慮したものではなく、テトラチアフルバレン誘導体の分子修飾の可能性についても触れていない。
【００２１】
つぎに、非特許文献６について説明する。また、非特許文献６ではトランジスタ特性については報告していない。
【００２２】
以上のことから、これら技術上の問題点を解決する有機半導体および有機トランジスタの開発が望まれている。
【００２３】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、新規な有機半導体を提供することを目的とする。
また、本発明は、この有機半導体を用いる新規な有機トランジスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の有機半導体は、一般式（１）〜（３）（化９〜化１１）で表される化合物の中から選択される、１種またはいずれかの組み合わせの複数種を含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明の有機半導体は、一般式（１）（化９）で表される化合物の中から選択される、１種または複数種を含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明の有機トランジスタは、有機半導体を含む有機半導体層と、前記有機半導体層にゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極と、前記有機半導体層を介して対向するソース電極とドレイン電極とを有する有機トランジスタにおいて、前記有機半導体は、一般式（１）〜（３）（化９〜化１１）で表される化合物の中から選択される、１種またはいずれかの組み合わせの複数種を含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明の有機トランジスタは、有機半導体を含む有機半導体層と、前記有機半導体層にゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極と、前記有機半導体層を介して対向するソース電極とドレイン電極とを有する有機トランジスタにおいて、前記有機半導体は、一般式（１）（化９）で表される化合物の中から選択される、１種または複数種を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明は、一般式（１）〜（３）（化９〜化１１）で表される化合物の中から選択される、１種またはいずれかの組み合わせの複数種を含むので、新規な有機半導体を提供することができる。
【００２９】
本発明は、一般式（１）（化９）で表される化合物の中から選択される、１種または複数種を含むので、新規な有機半導体を提供することができる。
【００３０】
本発明は、有機半導体を含む有機半導体層と、前記有機半導体層にゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極と、前記有機半導体層を介して対向するソース電極とドレイン電極とを有する有機トランジスタにおいて、前記有機半導体は、一般式（１）〜（３）（化９〜化１１）で表される化合物の中から選択される、１種またはいずれかの組み合わせの複数種を含むので、新規な有機トランジスタを提供することができる。
【００３１】
本発明は、有機半導体を含む有機半導体層と、前記有機半導体層にゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極と、前記有機半導体層を介して対向するソース電極とドレイン電極とを有する有機トランジスタにおいて、前記有機半導体は、一般式（１）（化９）で表される化合物の中から選択される、１種または複数種を含むので、新規な有機トランジスタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、有機半導体および有機トランジスタにかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明の有機半導体について説明する。
有機半導体は、一般式（１）〜（３）（化９〜化１１）で表される化合物の中から選択される、１種またはいずれかの組み合わせの複数種を含むものである。
【００３３】
【化９】
2006245131.tif 000002
【化１０】
2006245131.tif 000003
【化１１】
2006245131.tif 000004
【００３４】
つぎに、本発明の有機トランジスタについて説明する。
図１は、本発明の有機トランジスタの一例を示す断面図である。図１に示される有機トランジスタは、基板１上にゲート電極２が形成されており、さらにゲート電極２上にはゲート絶縁層３が形成されている。また、ゲート絶縁層３上には、ソース電極４およびドレイン電極５が形成されている。さらにソース電極４およびドレイン電極５の表面領域に、ゲート絶縁層３、ソース電極４、およびドレイン電極５を被覆するように、有機半導体を含む有機半導体層６が形成されている。
【００３５】
つぎに、本発明の有機トランジスタの製造方法の一例を、図１を用いて説明する。
基板１上にゲート電極２、ゲート絶縁層３、ソース電極４、およびドレイン電極５が順次形成される。
【００３６】
ゲート電極２はＣｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、ＮｉあるいはＮｄなどの金属材料やこれらの合金材料、あるいはカーボン材料など、既知の導電性材料であれば特に制限することなく使用でき、例えばスパッタ法や蒸着法などにより膜厚約１０ｎｍ〜約５００ｎｍに成膜すればよい。また銀インクやグラファイトインクなど導電性粒子をポリマーとともに液体中に分散させたポリマー混合物を用い、乾燥などにより液体成分を除去してゲート電極を形成させてもよく、この場合には塗布によって膜厚約３０ｎｍ〜約１０００ｎｍの電極を成膜することができる。また導電性材料としては、ポリアニリン塩、ポリ（３，４−エチレン−ジオキシチオフェン）のポリスチレンスルホン酸塩またはドープされたポリピロールのような可溶性導電性ポリマーを電極層材料に用いることもでき、この場合も塗布によって膜厚約３０ｎｍ〜約１０００ｎｍの電極層を成膜することができる。
【００３７】
さらに、また粒径が数ｎｍから数１０ｎｍ程度の金属微粒子が分散した溶剤を塗布し、基板温度４００℃未満の工程によって金属薄膜を得る方法を用いてもよい。このような方法を可能とする材料としては例えば、Ａｕペースト（商品名：パーフェクトゴールド、真空冶金製）、Ａｇペースト（商品名：パーフェクトシルバー、真空冶金製）、Ｃｕペースト（商品名：パーフェクトカッパー、真空冶金製）が挙げられる。以上に挙げた電極材料は単独で用いてもよいし、複数種類のものを組み合わせて用いてもよい。
【００３８】
さらにまた、ゲート電極２はハイドープのシリコンであっても良い。とくに通常のＬＳＩプロセスで用いられるシリコン基板を用いる場合には、ゲート絶縁層が形成されるシリコン基板表面近傍の領域またはシリコン基板全体がハイドープであれば良く、この場合にはシリコン基板がゲート電極２と基板１とを兼ねても良いし、シリコン基板を別途プラスチック基板やガラス基板に貼り付けても良い。
【００３９】
ゲート絶縁層３に使用する材料としては無機又は有機材料など種々の絶縁性材料を用いることができ、その薄膜形成方法も材料に応じて、蒸着、スパッタリング、ゲート電極２の陽極酸化、塗布、溶液からの付着等、種々の成膜方法を採用することができる。
【００４０】
具体的には、無機材料として例えばＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２等の単金属酸化物、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウムバリウムなどの複合酸化物、ＳｉＮｘなどの窒化物を挙げることができる。これらの材料はスパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法など通常用いられる方法で成膜できる。
【００４１】
また、種々の複合酸化物や単金属酸化物は、アルコラートの加水分解を利用したゾルーゲル法によって成膜することも可能である。このような方法を可能とする材料としては例えば、商品名ＭＯＤコート材料（高純度化学社製）が挙げられる。
【００４２】
さらに、Ｔａ２Ｏ５やＡｌ２Ｏ３は、それぞれゲート電極２をＴａまたはＡｌとして、ホウ酸アンモニウム水溶液等の電解液を用いてＴａまたはＡｌ電極層を陽極酸化することによって形成させることもできる。
【００４３】
また、無機材料として単金属酸化物あるいは複合酸化物を用いる場合には、酸化物表面と有機半導体との密着性を高めるために、親水的な酸化物表面をオクタデシルトリクロロシランなどのアルキルトリクロロシラン、オクタデシルトリメトキシシランおよびその他のアルキルトリメトキシシラン、フッ素化アルキルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、およびその他のシリル化剤によって疎水的な表面に改質することが望ましい。
なお、ここで挙げた無機材料は一例であって、これらに限定されるものではない。
【００４４】
ゲート絶縁層３に用いることができる有機材料としては、ポリビニルフェノール、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、シアノエチルプルラン（商品名：シアノレジン、信越化学社製）、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデン−４フッ化エチレン共重合体、およびその他のポリマー材料を挙げることができる。これらの材料は適当な溶剤に溶解した溶液、あるいは前駆体を溶解した溶液をスピンコート法、スクリーン印刷法等により塗布し、溶剤を揮発させて除去するか、あるいは溶剤を揮発させて除去した後、加熱によって前駆体を所望のポリマーに変換することによって、膜厚約５０ｎｍ〜約５００ｎｍの絶縁層を形成させることができる。また溶剤に架橋剤を混入させ、成膜後に加熱によって架橋してプロセス耐性を向上させてもよい。
【００４５】
さらにまた、コール酸、コール酸メチル、およびその他の有機低分子アモルファス材料をゲート絶縁層３に用いてもよい。この場合、真空蒸着法によって膜厚約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの絶縁層を容易に形成させることができる。
【００４６】
なお、ここで挙げた有機材料は一例であって、これらに限定されるものではない。
【００４７】
ソース電極４およびドレイン電極５の電極材料としては、金、銀、銅、白金またはパラジウムを用いることができる。しかし、これらに限られるものではない。
【００４８】
ソース電極４およびドレイン電極５の形成方法としては、半導体プロセスで通常用いられるフォトエッチングプロセスやリフトオフプロセスが利用できる。
【００４９】
また、ゲート電極２の形成方法に関して前述したように、粒径が数ｎｍから数１０ｎｍ程度の金属微粒子が分散した溶剤を塗布し、基板温度４００℃未満の工程によって金属薄膜を得る方法を用いてソース電極４およびドレイン電極５を形成してもよい。このような方法を可能とする材料として例えば、Ａｕペースト（商品名：パーフェクトゴールド、真空冶金製）、Ａｇペースト（商品名：パーフェクトシルバー、真空冶金製）、およびＣｕペースト（商品名：パーフェクトカッパー、真空冶金製）が挙げられる。
【００５０】
このような溶剤によってソース電極４、ドレイン電極５の電極パターンを形成させる方法としては、例えばスクリーン印刷法、インクジェット印刷法、およびマイクロコンタクト印刷法の溶剤付着法が挙げられる。
【００５１】
とくに、インクジェット印刷法を用いて電極パターンを形成させる場合には、ゲート絶縁層３表面を親水性部位と疎水性部位とにパターン化しておき、溶剤をゲート絶縁層３表面に選択的に付着させることが明確な電極パターンを形成させるために効果的である。またゲート絶縁層３表面を凹凸によってパターン化しておき、溶剤をゲート絶縁層３表面の凹部分に選択的に付着させることも明確な電極パターンを形成するために効果的である。
【００５２】
なお、ここで挙げた電極材料および形成方法は一例であって、これらに限定されるものではない。
【００５３】
つぎに、有機半導体層６を形成させる。
有機半導体層６は、上述の有機半導体を含んでいる。上述の有機半導体とは、一般式（１）〜（３）（化９〜化１１）で表される化合物の中から選択される、１種またはいずれかの組み合わせの複数種を含むものである。しかし、これらに限定されるものではなく、電子供与性を有する有機半導体であれば任意のものを、有機半導体層６を構成する有機半導体として用いることができる。
【００５４】
有機半導体層６を形成させる方法としては、蒸着法、およびその他のドライプロセス、スピンコート法、キャスト法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、マイクロコンタクト印刷法、およびその他のウェットプロセスなどが挙げられる。
【００５５】
つぎに、本発明の有機トランジスタの変形例について説明する。なお、各構成の材料、形状、成膜方法などについては、図１に示す有機トランジスタの各構成と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図２は、本発明の有機トランジスタの変形例を示す断面図である。この有機トランジスタは、基板１上にソース電極４およびドレイン電極５が形成されている。さらに基板１表面、ソース電極４、およびドレイン電極５を被覆するように、有機半導体層６が形成されている。さらに、有機半導体層６の上にゲート絶縁層３、ゲート電極２が形成されている。
【００５７】
このほかの有機トランジスタの変形例について説明する。この有機トランジスタは、基板上にゲート電極、ゲート絶縁層が順次形成されており、ゲート絶縁層上にソース電極が形成されている。さらに、ソース電極およびゲート絶縁層を被覆するように、有機半導体層が形成されている。さらに有機半導体層の上にドレイン電極が形成されている。
【００５８】
本発明の効果について説明する。
テトラチアフルバレン分子の両側に、アルキル鎖、フェニル基、ビフェニル基、あるいはそれらを組み合わせた置換基を導入することによって、製膜性が大幅に改善される。これらはある程度従来のオリゴチオフェン系でも試みられてきた方法であるが、オリゴチオフェンがこれらの置換基なしでもかなりよいトランジスタを作るのに対して、テトラチアフルバレンでは無置換分子の製膜性が悪いため、その効果は極めて顕著である。
【００５９】
ビス（ビフェニル）テトラチアフルバレンを活性層として用いた有機トランジスタにおいては高い移動度が実現できる。テトラチアフルバレン分子を用いることによって、従来のオリゴチオフェン、ポリチオフェンよりも高い移動度をもつ有機トランジスタの製造を容易に実現できる。
【００６０】
従来のディスプレイでは半導体としてアモルファスシリコンを使用しているが、これを有機材料に代えることで大面積への安価な作製が可能になるだけでなく、プラスチックフィルムなどの上へのデバイスの作製が可能となり、電子ペーパーを実現することができる。これにより、たとえば新聞をフレキシブルディスプレイの上で読むようにすれば、環境への負荷を大幅に軽減できる。
【００６１】
本発明はこのための理想的な材料を提供するものであり、これによって蒸着法はもちろん、溶液からの製膜によっても容易に高移動度の有機トランジスタを製造することができる。
【００６２】
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、一般式（１）〜（３）（化９〜化１１）で表される化合物の中から選択される、１種またはいずれかの組み合わせの複数種を含むので、新規な有機半導体を提供することができる。
【００６３】
また、本発明を実施するための最良の形態によれば、有機半導体を含む有機半導体層と、前記有機半導体層にゲート絶縁層を介して形成されたゲート電極と、前記有機半導体層を介して対向するソース電極とドレイン電極とを有する有機トランジスタにおいて、前記有機半導体は、一般式（１）〜（３）（化９〜化１１）で表される化合物の中から選択される、１種またはいずれかの組み合わせの複数種を含むので、新規な有機トランジスタを提供することができる。
【００６４】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【実施例】
【００６５】
つぎに、本発明にかかる実施例について具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではないことはもちろんである。
【００６６】
有機半導体の製造方法について説明する。
テトラチアフルバレン誘導体は、公知の方法（C. Polycarpe他J. Heteracyclic Chem. 21, 1741 (1984)）と類似の方法で合成することができる。ビス(ビフェニル)テトラチアフルバレン（ＢＢＰ−ＴＴＦ）についての合成法（化１２）は以下のとおりである。
【００６７】
カリウムＮ−ピペリジンジカルボキシレート１．０ｇをアセトン１０ｍｌに溶かし、２−ブロモ−４’−フェニルアセトフェノン１．３８ｇを加えた。室温で２０分間撹拌後白色沈澱をろ別しアセトンで洗い、ろ液をエバポレートしてうす黄色固体の化合物（４）１．６１ｇ（９０％）を得た。
【００６８】
氷冷した濃硫酸５ｍｌに化合物（４）１．６１ｇを少しずつ加え、赤黒色溶液を得た。室温で１時間撹拌後、この溶液を９ｇの氷に加え、テトラフルオロほう酸（ＨＢＦ４）水溶液３ｍｌを加えた。生じた沈澱をろ別し、水で洗浄し、乾燥して灰色固体の化合物（５）０．５ｇ（３３％）を得た。
【００６９】
不活性ガス雰囲気下、化合物（５）０．５ｇを、蒸留したテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）  ２ｍｌにけん濁させ、氷冷した。水素化ほう素ナトリウム（ＮａＢＨ４）０．２２ｇを加えた後、室温で３０分間反応させた。再び氷冷し水を加えた後、エーテルで抽出し、エーテル相を硫酸マグネシウムで乾燥後エバポレートして化合物（６）０．２１ｇ（４０％）を得た。
【００７０】
不活性ガス雰囲気下、化合物（６）０．２１ｇを無水酢酸３ｍｌに溶かし、氷冷した。テトラフルオロほう酸（ＨＢＦ４）ジエチルエーテル溶液０．５ｍｌを加え、３０分間反応させた後、エーテルを加え、生じた沈澱をろ別し、エーテルで洗った後乾燥して灰色固体の化合物（７）５９ｍｇ（３８％）を得た。
【００７１】
不活性ガス雰囲気下、化合物（７）５９ｍｇをアセトニトリル１ｍｌに溶かし、氷冷した。トリエチルアミン０．３ｍｌを滴下し、室温で３０分間撹拌後、生じた固体をろ別し、メタノールで洗い、紫色固体のビス（ビフェニル）テトラチアフルバレンＢＢＰ−ＴＴＦ（１）４２ｍｇ（７０％）を得た。
【００７２】
【化１２】
2006245131.tif 000005
【００７３】
つぎに、有機半導体、およびこの有機半導体を用いる有機トランジスタについて評価を行った。
【００７４】
ビス（ビフェニル）テトラチアフルバレン（ＢＢＰ−ＴＴＦ）の薄膜をＳｉＯ２基板上に真空蒸着により作製し、原子間力顕微鏡（以下、「ＡＦＭ」という。）、Ｘ線回折（以下、「ＸＲＤ」という。）で構造評価を行った。
【００７５】
ビス（ビフェニル）テトラチアフルバレン（ＢＢＰ−ＴＴＦ）は、ＳｉＯ２基板上に２９０℃で１時間、真空蒸着して薄膜を作製した。
【００７６】
図３に、ＡＦＭ像を示す。ＡＦＭ像を見ると細かい小さなグレインが凝集して基板上を埋め尽くしており、デバイスとしての応用に適した薄膜が形成されていることが分かった。基板温度を80℃程度まで上昇させて蒸着を行なうとさらにグレインの大きさを成長させることができる。
【００７７】
面間ＸＲＤの測定を行った。図４は、真空蒸着により、ＳｉＯ２基板上に形成したビス（ビフェニル）テトラチアフルバレン（ＢＢＰ−ＴＴＦ）薄膜のＸＲＤ測定結果を示す。ＸＲＤ測定結果から面間隔２５オングストロームと求まり、この値はビフェニル基がトランス位にある場合の分子長軸方向の長さに一致し、ビス（ビフェニル）テトラチアフルバレン（ＢＢＰ−ＴＴＦ）分子が基板に対して立っている構造を示唆している。
【００７８】
テトラチアフルバレン分子において最も電荷移動が起こりやすいのは分子面の上下に伸びたπ軌道が重なり易い分子面に垂直方向であると考えられるので、このような構造は基板と平行な面内に電荷が最も流れやすいことを意味しており、デバイスを形成するのに適した構造である。
【００７９】
つぎに、ビス（ビフェニル）テトラチアフルバレン（ＢＢＰ−ＴＴＦ）を有機半導体として、有機トランジスタを作製した。この有機トランジスタについて、トランジスタ特性を測定した。
【００８０】
高濃度にｎドープしたシリコンのウェハー上に熱酸化によって３００ｎｍのＳｉＯ２層をつけたものの上にフォトリソグラフィーによって金のソース、ドレイン電極を、ゲート長５０μｍ、ゲート幅３００μｍとなるように作製した。このうえに真空蒸着によってビス（ビフェニル）テトラチアフルバレン（ＢＢＰ−ＴＴＦ）の薄膜を作製し、シリコンのウェハーをゲート電極としてトランジスタ特性を測定した。
【００８１】
図５および図６は、本発明の有機トランジスタのトランジスタ特性を示す図である。図５は種々のゲート電圧ＶＧ値に対するドレイン電流ＩＤ対ドレイン電圧ＶＤのプロットを示す。図６はＶＤが−３０Ｖと−１００ＶにおけるＩＤ対ＶＧのプロットを示す。ＶＤ＝−３０Ｖの直線部分の傾きから見積もって、移動度は０．１１ｃｍ２／Ｖｓと高い値が得られた。またオン・オフ比は約１００であった。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の有機トランジスタの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の有機トランジスタの変形例を示す断面図である。
【図３】真空蒸着により、ＳｉＯ２基板上に形成したビス（ビフェニル）テトラチアフルバレン（ＢＢＰ−ＴＴＦ）薄膜のＡＦＭ像を示す写真である。
【図４】真空蒸着により、ＳｉＯ２基板上に形成したビス（ビフェニル）テトラチアフルバレン（ＢＢＰ−ＴＴＦ）薄膜のＸＲＤ測定結果を示す図である。
【図５】本発明の有機トランジスタのトランジスタ特性を示す図である。
【図６】本発明の有機トランジスタのトランジスタ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１‥‥基板、２‥‥ゲート電極、３‥‥ゲート絶縁層、４‥‥ソース電極、５‥‥ドレイン電極、６‥‥有機半導体層
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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